§ 67. Плывуны в горных и других выработках

Термин плывун широко употребляется в производственной и научно-технической литературе, но до самого последнего вре­мени не имел ясного определения. В практике под плывунами понимают водонасыщенные породы, которые при вскрытии их в котлованах, горных выработках, выемках и т. п. ведут себя «подобно тяжелым, вязким жидкостям, приходя в движение и оплывая. В плывунном состоянии могут находиться породы са­мого различного гранулометрического состава, способные при наличии соответствующего гидравлического градиента либо при встряхивании, вибрировании и других внешних механических воздействиях оплывать при вскрытии.

В подавляющем большинстве случаев плывунные свойства присущи мелко- и тонкозернистым пескам, в которых содер­жатся некоторое количество глинистых фракций и органические коллоиды. В породах глинистого и суглинистого состава плы­вучесть, а точнее текучесть, проявляется только в свежеотло-жившихся осадках, когда они имеют рыхлое сложение, приме­ром чего являются илы. Крупнозернистые породы — пески, га­лечники, иногда даже гравий — в плывунное состояние могут переходить только при наличии значительной разности уровней подземных вод в котловане или горной выработке и за их стен­ками, когда проявляется взвешивающее действие гидродинами­ческого давления.

У одних пород плывунные свойства весьма стойкие, у дру­гих же при осуществлении некоторых мероприятий по их осу­шению они не проявляются. А. Ф. Лебедев па основании наблю­дений в натуре и проведенных опытов установил, что в при­роде существуют два типа плывунов: ложные, или псевдоплы­вуны, и истинные плывуны. В псевдоплывунах основной при­чиной, обусловливающей проявление в них плывучести, являет­ся соответствующее гидродинамическое давление, при наличии которого даже гравий и галька могут проявлять плывунные свойства. Природа плывучести истинных плывунов сложна. К наиболее «злостным» плывунам относятся мелкозернистые пески, содержащие до 8—13% глинистой фракции монтморил-лонитового состава и органические коллоиды. В проявлении свойств плывучести у истинных плывунов большое- значение имеет тиксотропия, которая в мелкозернистых песках отме чается при наличии в их составе глинистых фракций в коли­честве не менее 2%.

Способы борьбы с плывунами разнообразны и многочислен­ны. Для борьбы с ложными плывунами наиболее эффективной мерой является их осушение. Способы осушения различны, ме­тоды расчета дренажных установок зачастую весьма сложны и излагаются в специальных руководствах, указанных выше.

Борьба с истинными плывунами часто требует применения

сложных дорогостоящих мероприятий. Основными из них являются: устройство шпунтовых перемычек, ограждающих кот­лован, и т. п.; замораживание плывунов, что придает им вре­менную прочность; применение сжатого воздуха (кессонный способ); электродренаж и электроуплотнение плывунных по­род; осушение иглофильтрами в комбинации с вакуумирова-нием или электродренажем; химические способы закрепления плывунов — силикатизация, смолизация и др. Выбор того или иного способа проводится по результатам технико-экономиче­ских расчетов.